L’augmentation de la demande en débit des usagers de l’internet dans un contexte de marché ouvert à la concurrence et de légitime recherche de rentabilité des opérateurs rend nécessaires des investissements publics dans les réseaux de communications électroniques.
Plusieurs solutions technologiques sont disponibles pour répondre à cette attente : certaines en améliorant les performances de la boucle locale cuivre, d’autres hertziennes, terrestres ou satellite.
Le choix d’infrastructure dépend d’abord d’un rapport entre montant de l’investissement consenti et périmètre attendu, ainsi que que des caractéristiques du territoire (densité de l’habitat, présence d’infrastructures optiques, infrastructures mobilisables,...).
Ce choix doit surtout garantir un déploiement final adéquat du très haut débit, certains investissements ne pouvant pas être mis à profit pour y parvenir.
La question que l’on est en droit de se poser est donc : faut-il attendre ou agir dès aujourd’hui en opérant une montée en débit qui prépare l’arrivée du très haut débit ?

Télécharger la fiche Fiche le point sur... la montée en débit toutes technologies (format PDF - 275.4 ko)

Pourquoi faut-il assurer la montée en débit des réseaux d’accès à l’internet ?

L’étude réalisée en 2010 pour l’ARCEP et le CGIET (Conseil général de l’industrie, de l’énergie et des technologies) démontre que l’insatisfaction des usagers de l’internet fixe va croissant, et cela de manière sensible comme l’indique le graphique ci-contre. La raison en est simple : la multiplication d’offres de services qui, pour un usage confortable, nécessitent toujours plus de débit.
Ce phénomène va engendrer des besoins inexorablement croissants dans les années à venir, comme on l’observe depuis l’avènement de l’internet.
L’évolution en ce sens ne fait de doute pour personne. Ainsi, ne pas anticiper et ne pas déployer dès à présent les infrastructures de réseaux de communications électroniques propres à supporter de manière pérenne les usages et services de demain mènerait à l’apparition d’une fracture numérique bien plus importante que celle qui est apparue avec l’arrivée du haut débit, l’écart entre ceux qui auront le bon débit et les autres étant décuplé.

C’est pourquoi l’Etat a lancé en 2010 un programme national pour le très haut débit, avec un objectif de couverture de 70 % du territoire dès 2020, et de 100% à horizon 2025.
Ces déploiements représentent un investissement estimé entre 25 et 30 milliards d’euros, supporté par les investisseurs privés dans les zones les plus denses, et majoritairement par les collectivités locales partout ailleurs.

Face à des engagements financiers aussi importants, la montée en débit sur cuivre (de meilleures performances pour le réseau ADSL) ou par d’autres technologies apparaît aujourd’hui aux collectivités qui ont la volonté de limiter cette fracture comme une solution pour assurer à court terme à tous les utilisateurs - particuliers, entreprises, services publics - la disponibilité d’un meilleur débit. Sa mise en œuvre ne doit cependant pas compromettre techniquement ou économiquement l’objectif de couverture du territoire national en très haut débit fixé par le gouvernement.

En particulier, dans ses orientations publiées le 25 février 2010, " l’ARCEP a rappelé le caractère prioritaire du déploiement des réseaux FttH, tout en précisant que, dans les zones où ces déploiements ne peuvent intervenir d’ici 3 à 5 ans, l’augmentation du débit disponible à travers l’accès à la sous-boucle constitue une solution alternative dans l’attente de la fibre optique."

Cette citation est extraite du document Présentation, guide et recommandations (format PDF - 240.5 ko) publié par l’ARCEP en Juin 2011.

La montée en débit doit répondre à la préoccupation légitime d’une collectivité désireuse de :

• satisfaire ses administrés (particuliers et entreprises) en leur offrant la possibilité d’un accès ouvert (multi-opérateurs) aux services du haut débit actuel à tarifs concurrentiels ;
• ne pas rester en retrait du mouvement de couverture en très haut débit du territoire national (objectif fixé par le gouvernement) en équipant dès à présent son territoire d’infrastructures pérennes, c’est-à-dire capables d’assurer à terme et sans modification majeure la transition vers le très haut débit.

Si la croissance des débits nécessaires pour pouvoir profiter confortablement des services de l’internet se poursuit au rythme de ces dernières années, l’ADSL (débit maximum = 20Mbit/s) ne satisfera plus aucun abonné dans 10 ans comme semble le démontrer le graphique ci-dessous.

Alors que subsiste la première fracture numérique apparue avec le haut débit, il est donc essentiel de ne pas laisser se dessiner une nouvelle fracture entre les territoires qui auront le très haut débit et les autres, car les services en ligne s’adaptent au niveau moyen des internautes les mieux servis.

Comment assurer la montée en débit des réseaux d’accès à l’internet ?

Commencer par raccorder les NRA en fibre optique

Une première action peut consister à raccorder tous les NRA encore actuellement reliés par du cuivre en fibre optique au réseau de transport de France Télécom (niveau hiérarchiquement supérieur). Le fait qu’ils soient raccordés par un câble cuivre limite les débits proposé aux abonnés à 2Mbit/s ou au mieux à 8Mbit/s et interdit les débits supérieurs offerts par l’ADSL 2+ (jusqu’à 20Mbit/s) ou les offres triple play (télévision, téléphonie, internet sur ADSL) pour lesquelles le raccordement optique du NRA est une condition nécessaire mais pas suffisante. L’absence de liaison optique jusqu’au NRA écarte en outre des offres dégroupées les abonnés qui y sont raccordés.
Dans certains départements ruraux, plus de 50% des NRA sont reliés par des câbles en cuivre. Il s’agit souvent des plus petits d’entre eux qui totalisent au plus quelques centaines de lignes. Les relier en fibre optique représenterait cependant un gain sensible pour les populations et les entreprises qui y sont rattachées : la moitié d’entre elles disposerait alors de 10Mbit/s ou plus.
Le coût du raccordement optique par rapport au nombre d’abonnés bénéficiaires serait bien inférieur à celui attendu dans les opérations de montée en débit par action à la sous-boucle décrit ci-dessous pour deux raisons principales :

1. fibrer un NRA touche un nombre d’abonnés plus important
2. le coût de l’opération est moindre puisqu’il n’est pas nécessaire d’agir sur le réseau de desserte en cuivre : pas d’armoire de rue à poser, pas de réaménagement de la boucle locale à prévoir.

Raccourcir les lignes des abonnés pour améliorer les performances de la boucle locale cuivre

On améliore les performances du réseau ADSL en raccourcissant les lignes des abonnés, ainsi que le démontre le graphique ci-dessus : réduire une ligne de 5 à 1 km fait passer le débit disponible du minimum de l’ADSL (512kbit/s) au maximum (20Mbit/s). On obtient ce résultat en remplaçant les kilomètres de câble cuivre par du câble optique, comme représenté dans le schéma ci-dessous.

Pour mémoire, il existe deux solutions d’intervention à la sous-boucle : la bi-injection et la mono-injection.

La bi-injection consiste à venir injecter le signal ADSL sur les lignes de certains abonnés au niveau du sous-répartiteur quand d’autres continuent à recevoir leur signal depuis le NRA. Techniquement validée par le comité d’experts qui se réunit sous l’égide de l’ARCEP, cette solution présente des limitations techniques à son usage qui font qu’elle n’a pas à ce jour trouvé d’application sur le terrain.

La mono-injection consiste à venir injecter le signal ADSL sur les lignes de tous les abonnés au niveau du sous-répartiteur. Deux techniques permettent de mettre en œuvre ce procédé : le déport optique qui fait encore l’objet de travaux du comité d’experts et l’offre PRM (Point de raccordement mutualisé) régulée par l’ARCEP et qui devrait faire l’objet d’une offre publique à l’été 2011.

Les deux solutions nécessitent de détourner la boucle locale cuivre au niveau du sous-répartiteur dans une nouvelle armoire de rue.

Le schéma ci-dessous présente les deux techniques de mono-injection.

Le câble multipaires en cuivre prolongeant les lignes des abonnés d’un sous-répartiteur jusqu’à son NRA de rattachement (schéma estompé) est remplacé par un câble de fibres optiques (schémas de droite), ce qui diminue l’atténuation du signal ADSL sur les lignes des abonnés.

• A gauche, la technologie dite de "déport optique" : aux deux extrémités du câble de fibre optique reliant le sous-répartiteur à son NRA de rattachement, sont installés des équipements qui convertissent les signaux ADSL en signaux lumineux et vice-versa. Les accès ADSL de tous les opérateurs présents au NRA sont renvoyés au sous-répartiteur. Il faut néanmoins réaménager la boucle locale au niveau du sous-répartiteur.-* A droite, la technologie dite de "réaménagement de la boucle locale" : les accès ADSL des abonnés rattachés au sous-répartiteur sont fournis par des équipements (DSLAM) plus petits mais identiques à ceux précédemment installés au NRA. Le sous-répartiteur devient un NRA du réseau des opérateurs qui y ont installé leur DSLAM (NRA montée en débit ou NRA-MeD).

Dans leur mise en œuvre, ces deux solutions sont très proches : seuls les équipements actifs installés aux extrémités du câble optique diffèrent. Comme dit plus haut, les deux nécessitent de détourner la boucle locale cuivre au niveau du sous-répartiteur dans une nouvelle armoire de rue. Dans la suite, nous avons choisi de présenter en détail l’offre régulée par l’ARCEP.

Le NRA-montée en débit (NRA-MeD) succède au NRA-zone d’ombre (NRA-ZO)

A ce jour, 1500 NRA-ZO ont été installés partout en France. On peut donc parler d’une solution industrialisée.

Le NRA-MeD est conçu selon la même architecture que le NRA-ZO, critiqué en son temps pour des raisons liées à l’exercice de la concurrence dans les zones desservies par des NRA dégroupés. La nouvelle offre de France Télécom prévoit le maintien de la concurrence pour peu qu’elle existe déjà au NRA.

L’offre NRA-Zo était conditionnée par la présence d’un nombre suffisant de lignes inéligibles à l’ADSL dans les zones de sous-répartition visées. Pour répondre aux attentes des collectivités, l’ARCEP a demandé à France Télécom de proposer une offre plus complète, sans l’assortir de cette condition d’éligibilité des lignes.

La nouvelle offre régulée de France Télecom, appelée PRM (Point de Raccordement Mutualisé), n’impose qu’une condition : l’atténuation entre le sous-répartiteur et son NRA de rattachement doit être supérieure à 30dB ou au moins 10 lignes sont inéligibles à l’ADSL. Pour réaliser un NRA-MeD, la collectivité ou l’opérateur intervenant pour le compte de celle-ci doit acheter l’offre PRM à France Télécom.

La mise en œuvre de la montée en débit par action sur la sous-boucle locale cuivre

Les schémas qui suivent décrivent en détail l’opération et précisent qui est chargé de réaliser les différentes étapes.

On part de la situation dans laquelle des usagers (sur fond jaune) sont inéligibles ou disposent d’un faible débit ADSL

Comment choisir les sous-répartiteurs qui vont bénéficier de l’opération ?
Premier critère : l’atténuation du signal DSL sur le câble cuivre reliant le NRA au SR, imposée par l’offre régulée, doit être supérieure à 30dB .
Ensuite, la collectivité peut faire l’acquisition des informations préalables sur les infrastructures de la boucle locale de France Télécom et opérer son choix à partir de ses propres critères : coût de l’opération ramené à l’abonné, moyenne des gains en débit pour les abonnés reliés au sous-répartiteur, budget total disponible...
L’Offre de France Télécom pour la fourniture d’informations préalables sur les infrastructures de la boucle locale de France Télécom est téléchargeable sur le site de France Télécom Documentation

Etape 1 : construction des infrastructures de génie civil et mise en place du lien optique entre sous-répartiteur et NRA

Cette mise en œuvre comprend :

1. la recherche d’un emplacement, en général sur le domaine public, à proximité immédiate du sous-répartiteur (à quelques dizaines de mètres au maximum) afin d’éviter de rallonger les paires de fils de cuivre reliant les abonnés.
2. la construction d’une dalle en béton et du socle qui va recevoir l’armoire pré-équipée
3. l’adduction (fourreaux et chambre de tirage ad hoc) entre le SR et la nouvelle armoire du NRA-MeD
4. la construction de l’infrastructure d’accueil du câble optique (fourreaux ou appuis aériens) entre le SR et le NRA (de loin le poste le plus important financièrement de l’opération)
5. le raccordement à l’électricité, dont le coût peut être conséquent si la distance du NRA-MeD au réseau électrique dépasse le maximum prévu dans le forfait de raccordement standard d’EDF.

Cette étape doit être réalisée en marché de travaux, financés directement par la collectivité ou par tout opérateur intervenant pour le compte de celle-ci (en général son délégataire).
Toutes les prestations font l’objet d’une mise en concurrence afin d’en assurer la réalisation par des entreprises compétentes dans le domaine et aptes à respecter les spécifications techniques imposées par France Télécom.

Etape 2 : installation de l’armoire du NRA-MeD par France Télécom

France Télécom installe l’armoire pré-équipée (station d’énergie, connectique téléphonique, DSLAM des opérateurs qui ont manifesté leur intérêt pour être présents sur ce site) sur son socle et procède à la dérivation de toutes les paires de fils de cuivre du SR vers l’armoire du NRA-MeD.

Etape 3 : raccordement et activation des abonnés ADSL

France Télécom fait alors migrer tous les abonnés ADSL de tous les opérateurs qui étaient auparavant raccordés au NRA vers les DSLAM hébergés dans le NRA-MeD. Il est demandé à France Télécom de procéder à la migration des accès en une journée au plus pour limiter la gêne occasionnée aux abonnés ADSL actifs.
Là encore, il s’agit d’un marché de travaux (fourniture et pose de l’armoire, détournement de la boucle locale) à la charge de la collectivité (ou de son opérateur ) cliente de l’offre PRM.
Une seule entreprise peut réaliser ces travaux dans le cadre de l’offre PRM : c’est France Télécom. Les tarifs sont connus et validés par l’ARCEP, il n’y a donc pas de mise en concurrence.

Du bon usage de la montée en débit par action à la sous-boucle cuivre

La montée en débit fait partie du projet global de couverture en très haut débit d’un territoire dont elle constitue une part minoritaire. Dans le cadre de la mise en œuvre du programme national très haut débit et de l’appel à projets destiné aux collectivités, cette solution pourra être partiellement financée par l’Etat selon les conditions prévues au cahier des charges.

Le projet doit s’inscrire dans le cadre d’un schéma directeur territorial d’aménagement numérique (SDTAN), pour garantir une large concertation entre les collectivités et les opérateurs intervenant sur le territoire visé.

Dans la mesure du possible, les investissements consentis doivent être pérennes. Les sommes engagées pour financer certains postes seront irrémédiablement perdues le jour où une autre technologie, à très haut débit celle-là, viendra remplacer l’ADSL dans la zone : dérivation de la boucle locale, achat des petits DSLAM, migration des abonnés ADSL. Si l’objectif final est le FttH, une phase transitoire pendant laquelle devront cohabiter les abonnés au téléphone classique, à l’ADSL et au FttH entraîne l’achat d’une armoire plus grande que pour la construction directe d’un réseau FttH.

Etablir un schéma d’ingénierie évitera que des NRA-MeD ne servent pas au futur réseau FttH. Son architecture en effet, bien que souvent calquée sur celle du réseau téléphonique en raison de la réutilisation de ses fourreaux, nécessitera moins de sites techniques (moins de NRO que de NRA car la capacité d’accueil de lignes du NRO est plus importante).

Au plan financier, bien que sensiblement moins onéreuse que la construction d’un réseau FttH pour les mêmes abonnés, la montée en débit sur cuivre représente toutefois un investissement conséquent. En effet, au coût de l’offre régulée PRM que l’ARCEP estime à ce jour à une somme comprise entre 30 et 50k€, il convient d’ajouter le coût du raccordement en fibre optique du sous- répartiteur, qui peut représenter plusieurs fois le coût de l’offre elle-même. Il est conseillé de rechercher toute solution disponible pour réaliser à moindre coût la pose de ce câble optique.

Les solutions alternatives à l’amélioration de la boucle locale cuivre

Si la collectivité dispose d’informations qui lui indiquent que le FttH n’arrivera pas sur son territoire avant 2025, horizon fixé par le Programme national THD, elle doit s’interroger sur la pertinence d’opérer une montée en débit sur cuivre. En effet, avec la progression constante des besoins en débit exposée plus haut, il est clair que dans une quinzaine d’années, un débit de 10Mbit/s sera considéré comme le bas débit aujourd’hui. Il est donc important que les solutions mises en oeuvre ne soient pas figées et que leurs performances puissent évoluer au fil du temps.

Les solutions alternatives existent, chacune présentant des avantages et des inconvénients qu’il faut évaluer en 2011 d’abord mais surtout dans une perspective de long terme.

Les limites techniques de l’ADSL, liées à la structure physique du support cuivre (plus on souhaite de débit, moins on peut atteindre des abonnés éloignés, ce qui est le cas avec le VDSL2 souvent cité comme la solution pour du 100Mbit/s sur cuivre), font qu’il ne pourra pas offrir davantage de débit, ou du moins dans des proportions significatives.

Les solutions par satellite

Caractéristiques techniques

• accessible en tout point du territoire (pour peu qu’on puisse apercevoir le ciel vers le sud)
• Temps de latence élevé interdisant certaines applications informatiques professionnelles et les jeux en réseau et rendant la téléphonie sur IP inconfortable
• Sensible aux conditions météorologiques (fortes pluies)
• Débit partagé

Exemples d’offres sur satellites TV adaptés pour l’internet (ASTRA et Eutelsat)

• Débits limité dans les deux sens
• Quotas de volumes téléchargés
• Tarification du niveau de l’ADSL : 1Mbit/s et 3GO
• Tarification de l’ordre de la centaine d’euros : 4Mbit/s en illimité = ADSL
  

Exemples d’offres sur le satellite KaSAT lancé par Eutelsat en décembre 2010

• 6 Mbit/s descendant, 1Mbit/s montant, 4GO
• 8 Mbit/s descendant, 2Mbit/s montant, 8GO
• 10 Mbit/s descendant, 4Mbit/s montant, 25GO
• Toutes sans téléphonie (compter environ 10€ pour une offre illimitée incluant des destinations internationales)

Les réseaux mobiles

Caractéristiques techniques du réseau 3G/3G+

• Temps de latence un peu supérieur à celui de l’ADSL
• Débit actuel de quelques Mbit/s en pratique
• Couverture nationale incomplète (voir carte ARCEP ci-contre pour un des trois opérateurs)
• Débit partagé entre les abonnés d’une même antenne

Offres commerciales

• Limitées en volume téléchargé généralement
• Débits inférieurs à ceux d’un réseau filaire et même radio fixe

Le Futur : LTE ou 4G

• Nouvelles licences liées au dividende numérique attribuées dans les mois qui viennent
• Des performances attendues plus de dix fois supérieures à la 3G, selon les annonces des équipementiers

Les réseaux BLR = boucle locale radio : WiMAX, WiFi, Hiperlan

Caractéristiques techniques générales

• Temps de latence équivalents à celui de l’ADSL
• Sensible à la présence de végétation entre l’antenne de l’opérateur et l’usager
• Téléphonie sur IP correcte
• Débit partagé entre les abonnés d’une même antenne : nécessite une ingénierie adaptée

WiMAX  :

• Fonctionne dans des bandes de fréquence sous licence
• Débits bridés à 2 ou 4Mbit/s, voire 10Mbit/s maximum

WiFi, HiperLAN

• Fonctionnent dans des bandes de fréquence libres (2,4 et 5,4GHz)
• Permet des offres à 6 à 10 Mbit/s pour les particuliers, voire 30Mbit/s pour les entreprises, si l’antenne est alimentée par fibre optique

Exemples d’offres commerciales

• 1Mbit/s sans téléphonie : tarifs ADSL + 10 à 15€/mois pour la téléphonie illimitée en France et à l’international
• 2Mbit/s + téléphonie illimitée
• 6Mbit/s + téléphonie illimitée

Le futur : WIMAX 802.16 m
Outre la mobilité, des débits de 100Mbit/s à l’usager sont annoncés.

Le réseau câblé de télévision

A de rares exceptions près (réseaux exploités en régie par des collectivités), les réseaux câblés de télévision sont en France tous opérés par Numericable. Selon les chiffres publiés par l’opérateur, plus de 9 millions de foyers sont raccordables en France, avec des niveaux de services divers. Un tel réseau pèse d’un réel poids sur le marché du haut et du très haut débit.

Le positionnement de ce réseau vis-à-vis de l’accès haut et très haut débit est difficile à fixer.
Il peut :

1. ne pas être adapté pour l’internet : c’est le cas dans des communes qui n’ont pour le moment que le service de télévision à leur disposition sur ce réseau,
2. avoir été adapté pour un accès à l’internet haut débit jusqu’à 30Mbit/s
3. avoir été adapté pour un accès à l’internet très haut débit jusqu’à 100Mbit/s.

Pour savoir à quel service l’usager à droit, il doit se renseigner auprès de l’opérateur.

Caractéristiques techniques générales
pour l’offre dite 100Mbit/s

• débit montant : 5Mbit/s (5 fois le maximum de l’ADSL)
• débit descendant : 100Mbit/s à partager entre les usagers d’une même poche (elle-même alimentée en 100Mbit/s)
• téléphonie sur IP incluse dans l’offre triple play

En faisant évoluer leurs réseaux vers une généralisation du FttLA (fibre jusqu’au dernier amplificateur), les opérateurs de réseau câblé peuvent contribuer à la montée en débit de notre territoire, sachant que le service de télévision, pour lequel ce réseau a été construit, est d’une qualité égale à celui offert par le FttH.

La question qui se pose aux collectivités est celle du bien fondé (voire de la légalité) de l’aide qu’elles peuvent apporter à un opérateur privé pour améliorer son infrastructure de réseau, sachant qu’il en sera le seul bénéficiaire (à la différence des réseaux ADSL ou FttH qui sont ouverts à tous les opérateurs dans des conditions transparentes et non discriminatoires), aux fins d’assurer la montée en débit de leur territoire. Certes, des sociétés distribuent des abonnements internet sur ce réseau, mais aucune n’a investi dans ses propres infrastructures : elles fonctionnent commercialement comme les MVNO des réseaux mobiles.

Le futur
Le réseau câblé de télévision recèle, dans sa partie terminale réalisée par un câble coaxial, un potentiel de débit qui se chiffre en centaines de Mbit/s. L’accès à l’internet, qui s’ajoute aux programmes audiovisuels numériques (TNT et TV payante) pourrait dépasser les 100Mbit/s proposés commercialement à ce jour.

Et demain?

Directement contraintes par le phénomène de l’atténuation des signaux sur les fils de cuivre, les performances de l’ADSL sont connues et ne devraient pas évoluer dans les années à venir. Le VDSL2 présente l’inconvénient de n’être performant que pour les lignes dont la longueur n’excède guère le kilomètre, et nous ignorons aujourd’hui quelles seront les conditions de son déploiement dans les sous-répartiteurs. Un groupe d’experts planche encore actuellement sous l’égide de l’ARCEP sur ce sujet.

En revanche, les performances des technologies radio, fixe ou mobile, voire du satellite, vont continuer à augmenter. Cependant, pour les technologies radio terrestre, toute amélioration pour l’abonné passe inévitablement par la disponibilité d’une fibre optique au niveau de la station de base.

La mise en œuvre des solutions de montée en débit permettra de faire patienter les usagers mais la disponibilité d’une offre en fibre optique à l’abonné la plus large possible sur le territoire national reste l’objectif ultime pour répondre aux enjeux sociaux et économiques de notre pays.